油纸绝缘是大型电力变压器的主绝缘,对油纸绝缘的老化程度的准确、快速判断,对保障设备和电网安全稳定运行具有重要意义。然而目前针对大型变压器油纸绝缘老化诊断,主要基于检测与分析绝缘油中溶解的糠醛等老化产物特征量,并对应电力行业导则提供的参考数据进行分析判断。这种方法存在一定问题,在分析单一特征量时需要使用特定的分析工具和手段,多个特征量则需要多个设备,所以在现场对变压器做出有效诊断有一定困难。使用拉曼检测方法对变压器油纸绝缘系统进行检测则不需要种类繁多的设备,能够在现场直接检测,具有一定的优势。本文研究基于拉曼检测技术,对油纸绝缘系统中的老化特征物进行分析,设计了变压器油纸绝缘系统,热加速老化实验,分析判断变压器绝缘油中产生的特定老化产物种类及含量,在拉曼光谱上确定了老化特征物的拉曼特征峰分布及归属。后续对变压器拉曼光谱做了全谱逐点匹配相似度,实验证明了本文所使用相似度分析方法对变压器老化阶段判断能力较好。主要研究工作及取得的成果如下:1)、对于变压器老化最重要的因素为温度,当设备长期在高温环境下运行会加速油纸绝缘系统老化。本文在实验室中搭建了变压器油纸绝缘系统的加速热老化实验,制备了不同老化程度的绝缘纸样本和绝缘油样本。不同老化阶段的变压器油会产生特定的老化产物,每一种老化产物的含量和种类有特定规律,实验研究了绝缘纸聚合度、油中糠醛含量、油中水分含量及油中溶解气体含量与老化程度的关系。从老化特征产物的分子结构解释了加速热老化对油纸绝缘老化的影响。2)、对绝缘油的分析使用了实验室搭建的拉曼光谱分析平台,通过对不同老化阶段的变压器油样本进行观察分析、使用了仿真软件Gaussian 09W模拟了几种老化特征产物的特征峰,包括糠醛、CO、CO₂和甲醇,从理论和实际测量中得到了老化特征产物的拉曼特征和分子振动模式,并进行了对比。平台获取的不同老化阶段下拉曼光谱原始数据,由于原始数据存在噪声、背景光等干扰,所以需要使用窗口平均法、五点三次平滑法和多项式拟合法,对数据进行预处理,使后续分析更加容易。3)、判别变压器油纸绝缘系统老化阶段最直接的量就是绝缘纸聚合度,根据绝缘纸聚合度大小判别老化样本的阶段,分为未老化、老化初期、老化中期和老化末期四个阶段。由于拉曼检测平台在对样本检测时会出现一定误差,产生异常样本,实验使用偏最小二乘法剔除在实验过程中由于干扰产生的异常样本,采用KS（Kolmogorov-Smirnov）算法挑选构建诊断模型的训练样本。4)、分别检测变压器油的拉曼光谱和变压器绝缘纸的聚合度,再结合两者数据找到其对应关系,建立一个通用的老化阶段识别库,并采用合适图像相似度匹配算法对不同的光谱图像进行匹配,分别使用了欧式距离、卡方距离和简森仙农散度对变压器绝缘拉曼光谱进行了匹配。最后,为了验证相似度匹配算法对变压器老化阶段诊断的准确性,实验室制取了不同老化阶段的100组运行变压器油样本进行分析,得到较好的判别效果。结果表明基于拉曼光谱的油纸绝缘老化诊断方法能准确、快速判别变压器油纸绝缘的老化状态。